深孔爆破相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于深孔爆破實(shí)驗(yàn)設(shè)備,特別涉及一種深孔爆破相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置,在支撐底座上方焊接固定承載底板,承載底板的上方固定四周槽鋼組件,四周槽鋼組件的上方設(shè)有頂部槽鋼組件,由承載底板、四周槽鋼組件和頂部槽鋼組件形成密封艙室,頂部槽鋼組件與密封艙室之間固定裝有密封墊層,在頂部槽鋼組件的上方并列設(shè)有加載油缸,加載油缸與加壓泵連接,加載油缸上面設(shè)有承載頂板,承載頂板與承載底板連接,在密封艙室中置入數(shù)個傳感器,每個傳感器連接動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀,在密封艙體內(nèi)的模型中設(shè)有裝藥,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不同載荷下的巖石深孔爆破,在爆破過程中對巖石的應(yīng)力與溫度變化進(jìn)行動態(tài)測量以及觀察巖石裂隙場演化過程。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于深孔爆破實(shí)驗(yàn)設(shè)備,特別涉及一種深孔爆破相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置。 深孔爆破相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置
【背景技術(shù)】
[0002] 深孔爆破具有單位鉆孔量小和炸藥單位耗量低、生產(chǎn)效率高和便于采用綜合機(jī)械 化施工進(jìn)行爆破、挖裝、運(yùn)輸作業(yè)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于露天和地下開挖工程。隨著采礦行業(yè) 的快速發(fā)展和開采的深度逐漸增加,地質(zhì)條件也更加復(fù)雜,使得開采面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為 了提高爆破效果,改進(jìn)爆破工藝,需要研究爆破過程中土巖的損傷規(guī)律,因而需要有大量的 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來研究爆破過程中內(nèi)部巖石運(yùn)動規(guī)律、裂隙演化規(guī)律以及炮孔周圍巖體的應(yīng)力分 布、位移變化的物理特性。
[0003] 嚴(yán)格1:1的現(xiàn)場模型實(shí)驗(yàn)往往耗資巨大,而且實(shí)驗(yàn)條件受限制,可操作性差,難以 實(shí)現(xiàn),因此必須通過小型實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛠泶娆F(xiàn)場的實(shí)際爆破。相似模擬實(shí)驗(yàn)已逐漸成為采礦 領(lǐng)域公認(rèn)的一種行之有效的方法。
[0004] 相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置主要根據(jù)研究要求對研究事物的形態(tài),演化規(guī)律,按照一定的 原則,將復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造,通過模型上的相似再現(xiàn),從而實(shí)現(xiàn)研究真實(shí)對象中發(fā)生的現(xiàn)象和 規(guī)律,最終解決實(shí)際問題。研究深孔爆破過程中圍巖損傷及裂隙演化規(guī)律常采用軟件模擬, 涉及深孔爆破的相似模擬實(shí)驗(yàn)研究比較少。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明專利的目的在于克服上述不足,提供一種可控制巖石內(nèi)爆破位置、高度和 藥量、模擬實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確可靠的深孔爆破相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
[0006] 本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:深孔爆破相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置包括密封艙 室、承載頂板、承載底板、加載油缸、四周槽鋼組件、頂部槽鋼組件、支撐底座、密封墊層、出 線孔、耐壓油管、加壓泵、裝藥、傳感器、動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀,其特點(diǎn)是在支撐底座上方焊接固 定承載底板,承載底板的上方由螺栓固定四周槽鋼組件,四周槽鋼組件頂端和側(cè)部通過螺 栓相互連接,四周槽鋼組件的上方設(shè)有頂部槽鋼組件,頂部槽鋼組件兩側(cè)通過螺栓相互連 接,由承載底板、四周槽鋼組件和頂部槽鋼組件形成密封艙室,頂部槽鋼組件與密封艙室之 間固定裝有密封墊層,頂部槽鋼組件與密封墊層設(shè)有數(shù)個出線孔,在頂部槽鋼組件的上方 并列設(shè)有加載油缸,加載油缸通過耐壓油管與加壓泵連接,加壓泵設(shè)有加載桿,加載油缸上 面設(shè)有承載頂板,承載頂板通過數(shù)個高強(qiáng)螺栓與承載底板連接,在密封艙室內(nèi)鋪設(shè)的模型 中置入數(shù)個傳感器,每個傳感器均通過測試導(dǎo)線連接動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀,測試導(dǎo)線通過出線 孔從模型內(nèi)引出,在密封艙體內(nèi)鋪設(shè)的模型中設(shè)有裝藥,裝藥通過起爆線連接發(fā)爆器。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是:深孔爆破相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)相似模擬實(shí)驗(yàn)煤巖層 的深孔爆破,使模型中巖石內(nèi)爆破位置、高度和藥量可控,采用并列加載油缸的液壓加載方 法對模型上覆巖層進(jìn)行加載,同時巖石四周強(qiáng)烈約束,以保證模擬條件下模型受載荷及夾 制作用的時實(shí)性,實(shí)現(xiàn)不同地質(zhì)條件下的深孔爆破,在爆破過程中對巖石的應(yīng)力變化與溫 度變化進(jìn)行動態(tài)測量,以及觀察巖石裂隙場演化過程,為研究露天巖石深孔爆破、井下深孔 爆破、煤層深孔爆破等提供可罪的依據(jù)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 以下結(jié)合附圖以實(shí)施例具體說明。
[0009] 圖1是深孔爆破相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)主視圖。
[0010] 圖2是圖1的左視圖。
[0011] 圖3是圖1的俯視圖。
[0012] 圖4是圖1中6和7的結(jié)構(gòu)圖。
[0013] 圖中,1-密封艙室;2-承載頂板;3-承載底板;4-加載油缸;5-高強(qiáng)螺栓;6-四周 槽鋼組件;7-頂部槽鋼組件;8-支撐底座;9-密封墊層;10-出線孔;11-耐壓油管;12-加 壓泵;13-加載桿;14-裝藥;15-起爆線;16-發(fā)爆器;17-傳感器;18-測試導(dǎo)線;19-動態(tài) 數(shù)據(jù)采集儀。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例,參照附圖1?4,深孔爆破相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置,是在支撐底座8的上面焊接 固定承載底板3,承載底板3的上方由螺栓固定四周槽鋼組件6,用于施加對模擬巖石四周 的約束夾制作用。四周槽鋼組件6頂端和側(cè)部通過螺栓相互連接,四周槽鋼組件6的上方 設(shè)有頂部槽鋼組件7,頂部槽鋼組件7兩側(cè)通過螺栓相互連接,由承載底板3、四周槽鋼組件 6和頂部槽鋼組件7形成密封艙室1,密封艙室1用于在密封條件下相似材料的填充、不同 巖石材料的分布以及巖石內(nèi)傳感器17的安裝。頂部槽鋼組件7與密封艙室1之間固定裝 有橡膠密封墊層9,用于增加密封性。頂部槽鋼組件7與密封墊層9設(shè)有數(shù)個出線孔10,用 于測試導(dǎo)線和起爆線的引出。在頂部槽鋼組件7的上方并列設(shè)有加載油缸4,加載油缸4用 耐壓油管11連接加壓泵12,加壓泵12設(shè)有加載桿13,用于實(shí)現(xiàn)手動加載試壓。加載油缸 4上面設(shè)有承載頂板2,承載頂板2通過數(shù)個高強(qiáng)螺栓5與承載底板3連接。在密封艙室1 內(nèi)模型中植入數(shù)個傳感器17,每個傳感器17用測試導(dǎo)線18連接動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀19,在密 封艙體內(nèi)鋪設(shè)的模型中設(shè)有裝藥14,裝藥通過起爆線15連接發(fā)爆器16組成起爆系統(tǒng)。
[0015] 深孔爆破相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置的工作過程是:
[0016] 首先將實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作做好,將六個加載油缸4、承載頂板2和頂部槽鋼組件7升 起至預(yù)定位置,安裝四周槽鋼組件6、高強(qiáng)螺栓5。
[0017] 然后將相似模擬材料進(jìn)行配比填入相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi),在預(yù)定位置置入傳感器 17和裝藥14,放入密封墊層9。
[0018] 連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備,檢查儀器運(yùn)行及實(shí)驗(yàn)裝置的密封性,打開動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀19記錄 數(shù)據(jù),同時,上覆巖石加載系統(tǒng)即加載油缸4緩慢加載至預(yù)設(shè)壓力。
[0019] 通過加壓泵持續(xù)工作維持油缸壓力,使巖石受壓穩(wěn)定,接著發(fā)爆器16引爆裝藥 14,并對深孔爆破作用下巖石應(yīng)力及溫度場變化進(jìn)行動態(tài)測量。
[0020] 最后對所有采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得出結(jié)論。
【權(quán)利要求】
1. 一種深孔爆破相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置,包括密封艙室(1)、承載頂板(2)、承載底板(3)、 加載油缸(4)、四周槽鋼組件(6)、頂部槽鋼組件(7)、支撐底座(8)、密封墊層(9)、出線孔 (10)、耐壓油管(11)、加壓泵(12)、裝藥(14)、傳感器(17)、動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀(19),其特征在 于在支撐底座(8)上方焊接固定承載底板(3),承載底板(3)的上方由螺栓固定四周槽鋼組 件(6),四周槽鋼組件(6)頂端和側(cè)部通過螺栓相互連接,四周槽鋼組件(6)的上方設(shè)有頂 部槽鋼組件(7),頂部槽鋼組件(7)兩側(cè)通過螺栓相互連接,由承載底板(3)、四周槽鋼組件 (6) 和頂部槽鋼組件(7)形成密封艙室(1),頂部槽鋼組件(7)與密封艙室⑴之間固定裝 有密封墊層(9),頂部槽鋼組件(7)與密封墊層(9)設(shè)有數(shù)個出線孔(10),在頂部槽鋼組件 (7) 的上方并列設(shè)有加載油缸(4),加載油缸(4)通過耐壓油管(11)與加壓泵(12)連接, 加壓泵(12)設(shè)有加載桿(13),加載油缸(4)上面設(shè)有承載頂板,承載頂板(2)通過數(shù)個高 強(qiáng)螺栓(5)與承載底板(3)連接,在密封艙室(1)內(nèi)鋪設(shè)的模型中置入數(shù)個傳感器(17),每 個傳感器(17)均通過測試導(dǎo)線(18)連接動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀(19),測試導(dǎo)線(18)通過出線孔 (10)從模型內(nèi)引出,在密封艙體內(nèi)鋪設(shè)的模型中設(shè)有裝藥(14),裝藥通過起爆線(15)連接 發(fā)爆器(16)。
【文檔編號】G01N33/24GK104155429SQ201410403872
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】王道陽, 申夏夏, 陳程, 黃文堯, 楊雷, 馬懷田, 朱帥 申請人:安徽理工大學(xué), 王道陽